Trong thiết bị, nước thải được xử lý qua nhiều bậc yếm khí, thiếu khí, hiếu khí kết hợp nên đạt hiệu suất xử lý rất cao.. Trong ngăn này, sử dụng các chất có thể oxy hoá sinh hoá chủ yếu
Trang 12.3 Hệ thống xử lý sinh học nước thải theo công nghệ AAO
Thiết bị hợp khối theo nguyên tắc AAO là thiết bị hợp khối đúc sẵn rất thích hợp cho xử lý nước thải bệnh viện Trong thiết bị, nước thải được xử lý qua nhiều bậc yếm khí, thiếu khí, hiếu khí kết hợp nên đạt hiệu suất xử lý rất cao Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống được thể hiện trong hình 4.3:
xe chë bïn th¶i
bÓ gom bïn
BÓ Xö Lý HIÕU KHÝ S¥ Bé
THU N¦íC §ÇU RA
ng¨n Xö Lý MBBR
n íc th¶i bÖnh viÖn song ch¾n r¸c
ng¨n
§IÒU HßA
bÓ TIÒN Xö Lý
ng¨n Xö Lý ANOXIC + anearobic
Ng¨n l¾ng lamella
Hè GA nguån tiÕp nhËn
m¸y tHæI khÝ
CôM THIÕT BÞ MB100
hÖ thèng b¬m hãa chÊt
Hình 4.3 Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối theo công nghệ AAO
* Mô tả công nghệ:
- Nước thải từ hệ thống cống thu gom chung nước thải của Bệnh viện và các loại nước thải đã qua xử lý sơ bộ được dẫn vào hố thu Trước hố thu có đặt song chắn rác bằng inox kích thước song 5mm để chắn lại toàn bộ lượng rác thô ảnh hưởng đến hệ thống xử lý;
- Nước thải được dẫn vào hố tập trung và điều hòa nước thải Tại đây, nước thải được điều hòa trong thời gian để phòng trường hợp lưu lượng nước thải tăng đột biến và
Trang 2ổn định các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải trước khi vào hệ thống xử lý; Sau đó được sang bể khử nitơ và vào thiết bị hợp khối
Tại đây, thiết bị được chia làm các quá trình xử lý như sau:
+ Quá trình yếm khí (Anarobic - A):
Quá trình yếm khí kéo theo việc giảm đáng kể Hydrocacbon: BOD, COD, Phốtpho, Sunphua (H2S) giảm không đáng kể, Nitơ tổng gần như ít giảm và chuyển hóa thành Amoni (NH4)
+ Quá trình thiếu khí (Anoxic - A): là quá trình thiếu khí trong xử lý nước thải Một phần nước thải và bùn hoạt tính trong quá trình Oxic được bơm tuần hoàn về ngăn Anoxic để khử nitrat NO2, NO3 trong nước thải, tức là giảm thiểu nồng độ T - N trong nước thải Thực chất quá trình này là quá trình oxy hóa các Hydrocacbon bằng Nitơ hóa trị (+3) và (+5) để trở về nitơ hóa trị (0) Công nghệ này giảm thiểu được chi phí oxy cung cấp cho thiết bị đồng nghĩa với việc giảm chi phí vận hành của hệ thống;
+ Quá trình hiếu khí (Oxic - O): không khí được cấp khí bởi máy sục khí Trong ngăn này, sử dụng các chất có thể oxy hoá sinh hoá chủ yếu hoàn thành: nitơ - amonia chuyển thành nitrat bởi quá trình nitrat hoá và khử BOD;
Thiết bị xử lý hợp khối áp dụng công nghệ AAO nhiều bậc (trong trường hợp này 2 bậc)
Có thể tóm tắt quá trình công nghệ như sau:
* Xử lý sơ bộ bằng vi khuẩn yếm khí (Anarobic);
* Khử Nitơ bằng quá trình xử lý thiếu khí (Anoxic);
* Xử lý bằng VSV hiếu khí làm giảm BOD, NH4 (Oxic);
* Sau khi qua các bậc xử lý nước thải được đưa vào ngăn lắng để tách toàn bộ lượng bùn hoạt tính hồi lưu về ngăn Anoxic và về bể thu bùn thừa
Sau khi nước thải qua ngăn lắng được khử trùng trước khi xả thải ra môi trường Công nghệ này có những ưu điểm nổi bật như sau:
+ Mật độ vi sinh được tập trung với số lượng lớn 10.000 g VSV/1m3 vi sinh vật (đảm bảo hiệu quả xử lý tốt hơn so với phương pháp bùn hoạt tính thông thường chỉ đạt
Trang 31.500 - 2.000 g VSV/1m3, Công nghệ V69 và CN2000 ở trên đạt được tầm 5.000 -6.000g g VSV/1m3);
+ Độ oxy hòa tan (DO) được đáp ứng đủ với nhu cầu oxy hóa bằng VSV với hiệu quả xử lý đạt gấp 15 - 20 lần so với các công nghệ cũ và gấp 3 lần công nghệ V69 và
CN-2000 đã giới thiệu ở trên;
+ Tuổi của các VSV cao, do đó việc xử lý bùn đạt hiệu quả cao hơn Chủng loại VSV cũng đa dạng hơn so với công nghệ cũ
3.2 Mô tả công nghệ lựa chọn cho Bệnh viện đa khoa thành phố Quy Nhơn – Tỉnh Bình Định
Công nghệ xử lý nước thải đề đảm bảo những yêu cầu đề ra được chọn là xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học MBBR – AAO
a. Công nghệ AAO
AAO là viết tắt của các cụm từ Anaerobic (Yếm khí) – Anoxic (Thiếu khí) – Oxic (Hiếu khí) Công nghệ AAO là quy trình xử lý sinh học liên tục ứng dụng nhiều hệ vi sinh vật khác nhau: Hệ vi sinh vật Yếm khí, Thiếu khí, Hiếu khí để xử lý chất thải Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà chất thải được xử lý trước khi xả thải ra môi trường
- Quá trình Anaerobic (Quá trình Yếm khí)
Trong các bể Yếm khí xảy ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất dạng keo trong nước thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật yếm khí Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật yếm khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất ở dạng khí Bọt khí sinh ra bám vào các hạt bùn cặn Các hạt bùn cặn này nổi lên trên làm xáo trộn, gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng
Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật Yếm khí rất phức tạp (Chỉ có thể hiểu rõ trong phòng thí nghiệm), tuy nhiên chúng ta cũng có thể đơn giản hóa quá trình phân hủy yếm khí bằng các phương trình hóa học như sau:
(CxOyHzNtSp) + VK yếm khí → CO2 + H2S + CH4 + N2 + năng lượng +
C5H7O2N (Tế bào vi khuẩn mới)
Trang 4Trong đó C5H7O2N là công thức hóa học thông dụng để đại diện cho tế bào vi khuẩn
Quá trình phân hủy yếm khí được chia thành 3 giai đoạn chính:
Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử
Tạo các axit
Tạo methane
- Quá trình Anoxic (Thiếu khí)
Trong nước thải, có chứa hợp chất Nitơ và phốtpho, những hợp chất này cần phải được loại bỏ ra khỏi nước thải Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril
Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu Oxi, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat Denitrificans sẽ tách oxi của Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa
NO3- → NO2- → N2O → N2↑ Khí Nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là Nitơ đã được xử lý
Quá trình Photphorit hóa
Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter Các hợp chất hữu
cơ chứa phốtpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa phốtpho và các hợp chất có chứa phốtpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí
Để quá trình Nitrat hóa và Phốtphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra sự xáo trộn giữa các bông bùn và nước thải giúp cho hệ vi sinh vật phát triển
Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại
bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt
Trang 5hoạt động 200 – 250 m2/m3 Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh sôi và phát triển
- Quá trình Oxic (Hiếu khí)
Đây là bể xử lý sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải Trong bể này, các vi sinh vật (còn gọi là bùn hoạt tính) tồn tại ở dạng lơ lửng sẽ hấp thụ Oxy và chất hữu cơ (chất ô nhiễm) và sử dụng chất dinh dưỡng là Nitơ & Phốtpho để tổng hợp tế bào mới, CO2, H2O và giải phóng năng lượng Ngoài quá trình tổng hợp tế bào mới, tồn tại phản ứng phân hủy nội sinh (Các tế bào vi sinh vật già sẽ tự phân hủy) làm giảm số lượng bùn hoạt tính Tuy nhiên quá trình tổng hợp tế bào mới vẫn chiếm ưu thế do trong
bể duy trì các điều kiện tối ưu vì vậy số lượng tế bào mới tạo thành nhiều hơn tế bào bị phân hủy và tạo thành bùn dư cần phải được thải bỏ định kỳ
Các phản ứng chính xảy ra trong bể gồm
Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:
Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O + năng lượng
Quá trình tổng hợp tế bào mới:
Chất hữu cơ + O2 + NH3 → Tế bào vi sinh vật + CO2 + H2O + năng lượng
Quá trình phân hủy nội bào:
C5H7O2N + O2 → CO2 + H2O + NH3 + năng lượng
Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật hiếu khí, tại
bể Oxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 200 – 250 m2/m3 Hệ vi sinh vật trong bể Oxic được nuôi cấy bằng chế phẩm men vi sinh hoặc từ bùn hoạt tính Thời gian nuôi cấy một hệ vi sinh vật hiếu khí từ 45 đến 60 ngày Oxy cấp vào bể bằng máy thổi khí đặt cạn
Công nghệ AAO được ứng dụng xử lý các loại hình nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như: Nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải ngành chế biến thủy hải sản, nước thải ngành sản xuất bánh kẹo - thực phẩm
